直井测斜仪阀头流场及冲蚀特性研究

摘要：

直井测斜仪在井下恶劣环境中流场特性复杂,尤其阀头部分容易发生冲蚀磨损.建立直井测斜仪阀头三维模型,并对其流场和冲蚀特性进行有限元仿真分析,其中阀头流场区域中间段作网格加密处理.结合现场工况参数,采用质量流量入口及压力出口来完成边界条件设置并求解.结果表明最大速度及最大湍流效应发生的位置在钻井液通过导流套的节流入口处,最大湍流速度为15.8 m/s.分析离散相模型的粒子运动轨迹,发现存在于阀头表面上方的粒子出现明显堆积与反弹现象,对阀头表面有一定的冲蚀效应.分析阀头表面所受到的静压力云图和剪应力云图,应力集中现象分别出现在阀头直接受钻井液冲击处和阀头流通钻井液的凹槽处.将求解结果与现场试验情况对比,验证了仿真的可行性及准确性.研究结果可解释直井测斜仪中阀头的失效现象,并为阀头的结构设计或优化提供依据.

关键词：直井测斜仪、阀头、流场、冲蚀、离散相模型

所属期刊栏目：52

分类号：TE927(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家自然科学基金51904262

在线出版日期：2023-04-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：9-14